（1）废弹性体材料低污染再生脱硫技术
针对再生橡胶传统制备技术存在的高污染、高能耗、高危险等缺点，在十二五国家“863”计划重点项目（“废旧橡胶连续动态脱硫及制备子午线轮胎技术2012AA063005”）的资助下，通过对废橡胶脱硫机理的系统深入研究，提出了兼顾再生橡胶力学性能和加工性能的合适的再生橡胶结构，结合对废胶粉摩擦传递、复杂传热、渗透传质过程的研究。在理论研究的支撑下，发明了双螺杆动态连续脱硫与双螺杆动态连续精炼的联动化技术，在国内外首次设计制造了连续双阶双螺杆脱硫精炼装备，代替了传统间歇式的高温高压动态脱硫罐和开放式高速精炼机；优化设计了一套与之相适应的脱硫及精炼工艺条件，结合自主研发的高性能环保再生配方，实现了再生橡胶制备工艺的环保、节能、连续、以及产品性能的优异和稳定；为废橡胶的脱硫再生提供绿色、低耗、安全、高效、连续化生产的解决方案。
本技术装备由原材料自动化称量配料装置、双螺杆连续脱硫挤出装置、螺杆连续挤出精炼装置、连续输送冷却装置、自动包装装置、尾气处理装置、自动化控制系统组成。生产线详见上图。整条生产线设备总长64m，总宽12m，最高处7.85m，设备装机功率1200kW，满负荷运转时需配备变压器的容量为1100kVA。单套设备额定产能为800kg/h。具有连续自动化、节能环保、产品性能优异且稳定等优点。不存在无组织气体排放，解决了传统技术在开放式、间歇性条件下废气难收集、大量无组织废气排放的难题，有组织气体经集中收集、处理后达标排放，达到欧盟和美国南卡州排放标准，远远优于《环境空气排放标准》（GB3095-2012）和《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）的要求。无味胎面胶粉拉伸强度≥14.5MPa,伸长率≥420%，达到传统高温高压动态脱硫法，大大优于单/双螺旋塑化机法。
图1.多阶螺杆连续脱硫再生橡胶生产技术与传统再生橡胶技术对比
该项目在2015年7月16日在北京由中国21世纪管理中心组织专家评审，通过了课题验收！核心专利《一种双阶双螺杆挤出机连续制备再生胶的方法 ZL 201210422570.0》荣获第十九届中国专利奖优秀奖，中国循环经济协会专利奖金奖；专利《一种防粘连双阶双转子连续冷却脱硫胶粉的装置ZL20152013674.5》，荣获2016年度中国循环经济协会专利奖一等奖。
2016年，该技术经中国循环经济协会科学技术成果鉴定为：“整体技术水平达到国际先进水平，部分关键技术达到国际领先水平”。2017年该技术经江苏省经济和信息化委员会组织的新产品鉴定为：“整体技术属国内首创、国际领先”。该技术受到业内广泛赞誉，中国工程院院士瞿金平赞誉：这是“多学科交叉协同创新的典范、基础理论研究与产业化应用结合的典范”、英国皇家工程院院士Phil Coates认为这是聪明且合适的方法。荣获2016年度中国循环经济协会科学技术奖一等奖。
图2. 多阶螺杆连续脱硫绿色制备再生胶技术应用情况
该技术装备由北京化工大学对外投资成立了学科性公司——南京绿金人橡塑高科有限公司，致力于废旧橡胶绿色高值化循环再利用技术研发、专用设备制造和技术服务，绿金人公司是国家级高新技术企业，南京市“321”人才引进企业、“科技创业家培养计划”企业、江苏省科技型中小企业、江苏省民营科技企业、中国轮胎循环利用协会副会长单位、中国环保机械协会理事单位。现已完成年产量2000吨、3000吨、5000吨级工业化装备的自主设计、制造和销售，建立了LJR-5000Y型设备企业标准和CE认证，该技术装备现已分别在杭州中策橡胶循环科技有限公司、斯洛伐克Resumos.r.o.公司、京环兴宇（唐山）橡塑环保科技有限公司、北京路德永泰环保科技有限公司、河北茂祥橡胶制品有限公司等5家公司推广使用，累积销售额超过3500万元。
（2）高性能废轮胎胶粉改性沥青关键技术
废轮胎胶粉改性沥青产品具有优异的路用性能，是有效解决我国目前废轮胎胶粉下游应用不畅的重要途径。但目前国内外的工艺技术普遍存在着高温、高能耗、高污染、胶粉添加比例低、不宜存储、无法规模化基地生产等问题。工程中心与天津海泰环保科技发展有限公司合作，将低温高剪切制备高性能废轮胎胶粉改性沥青技术、高性能废轮胎胶粉改性沥青母料制备技术、高浓度废轮胎胶粉改性沥青制备技术和乳化废轮胎胶粉改性沥青制备技术四项创新性技术进行工程化实施，实现了高性能、低能耗的废轮胎胶粉改性沥青、乳化胶粉改性沥青及高模量胶粉改性沥青母料、高浓度胶粉改性沥青四种主要技术产品的制造，先后建成10万吨/年生产线2条，经多条公路应用证明，产品应用效果良好，达到国际领先水平，帮助企业效益增加每年超过20%以上，为企业累计创造产值超过2亿元，利润超过3000万元。项目技术成果帮助企业不断拓展市场领域，并逐步改变我国废轮胎胶粉改性沥青行业的发展及竞争模式，推动废胶粉改性沥青行业在国内的快速发展。荣获2014年度中国循环经济协会科学技术奖一等奖。
（3）胶粉/热塑性弹性体制备技术及其高值化应用
在国家863计划课题“废轮胎胶粉改性利用关键技术”的支持下，工程中心突破了废胎胶粉表面活化、界面增容和双螺杆强剪切反应共混加工的一体化制备废胎胶粉/树脂热塑性弹性体（WRTPE）的关键技术，大幅度提高了WRTPE材料的物理机械性能和熔体加工性能。工程中心与北京东方雨虹防水技术股份有限公司合作，在该公司岳阳生产基地在国内外首次内外首次建成了WRTPE反应加工制备—卷材熔体挤出—轧光复合连续化生产示范线，可生产2类三个品种WRTPE防水卷材产品。该生产技术具有设备投资低、生产效率高，生产能耗低的优点，十分利于本技术的推广。
图3. 2000吨/年WRTPE及100万平米/年WRTPE防水卷材生产线
所生产出的均质WRTPE防水卷材拉伸强度14.8 MPa，扯断伸长率372%，直角撕裂强度79.6 N/mm，80oC*168h热空气老化后拉伸强度保持率87.1%、扯断伸长率保持率98.6%，综合性能优于PVCII型防水卷材，兼具低温柔韧性和可热焊接、可热塑性回收等优异性能，且不含芳香酯类增塑剂。发的聚酯增强型TPO/WRTPE复合结构防水材产品属国内外首创，其断裂最大拉力380 N/cm，最大拉力伸长率40%，热焊接缝剥离强度超过6.0 N/mm，满足热塑性聚烯烃防水卷材国标GB 27789-2011要求，是一种高耐老化、耐候、节能、可热焊接的屋面用高档防水卷材，原料成本降低约20%，已经在沈阳华晨宝马厂房、东方雨虹唐山生产基地厂房屋面防水工程应用5.65万平米，用户反馈良好。
（4）生物基弹性体的中试生产技术
国际上首次设计和制备了高分子量、低玻璃化转变温度、高环境稳定、易加工的生物基共聚酯弹性体和生物基衣康酸酯弹性体，并对两类新材料在轮胎胎面、耐油密封、塑料增韧、形状记忆、电致形变、阻尼减振等领域的潜在应用进行了大量的基础研究。研究表明，生物基共聚酯弹性体兼具优异的耐低温和耐油性，可应用于航空航天材料领域，并在生物医用材料领域、塑料增韧（PLA,PBS,PVC）领域等具有广阔的前景。目前，百吨级聚酯类生物工程弹性体的生产线已经完成设计和建设，并进行了试生产。生物基衣康酸酯弹性体在绿色轮胎材料领域显示出了大的应用潜力，并同美国固特异轮胎公司及国内玲珑轮胎公司合作开展了生物基衣康酸酯弹性体轮胎的制备和测试工作，其滚动阻力达到了欧盟B级水平，为目前市售轮胎的最高级别。基于生物基弹性体领域的研究基础，2017年7月，国家重点研发计划项目“新型生物基橡胶材料制备技术及应用示范”（项目编号：2017YFB0306900）”获批，本项目总经费3200万元，其中国拨经费1200万元，项目牵头单位为北京化工大学，联合沈阳化工大学、山东玲珑轮胎股份有限公司、彤程新材料集团股份有限公司等17家优势单位共同承担。预计2019年将实现生物基共聚酯弹性体和生物基衣康酸酯弹性体的千吨级产业示范，其中生物基共聚酯弹性体的千吨级产业示范线将在彤程新材料集团股份有限公司实现落地，生物基衣康酸酯弹性体的千吨级产业示范线将在淄博张店东方化学股份有限公司实现落地。
2019年9月，彤程新材料集团股份有限公司于向北京化工大学捐款1000万元，彤程集团副总裁施金贵与北京化工大学副校长李显扬签署了《北京化工大学与彤程新材料集团股份有限公司全面合作框架协议》，以推动校企双方在科技、人才等方面战略合作，全面构建校企协同创新长效机制。从2013年10月份教育部工程中心成立以来，生物基弹性体的研究工作共发表高水平SCI论文30余篇，获得国家授权专利15项，培养硕士研究生20人，博士研究生8人。
（5）第二天然橡胶技术
由于中国天然橡胶严重短缺，比如，2015年消耗474万吨，自产79万吨，进口424万吨，对外依存度超过80%。加之印尼、马来西亚、越南等半数以上东南亚天然橡胶出口国与我国有南海岛礁主权争端，我国的天然橡胶进口暗含危机。因此面对我国对于天然橡胶的巨大需求以及我国天然橡胶供应的不安全局面。立足本国，开发不依赖于热带雨林气候，适于温带及亚热带气候的第二天然胶源，是应对我国天然橡胶长久、安全、稳定供应的有效办法。而原产于我国新疆的蒲公英橡胶，以及中西部的杜仲橡胶是最有可能成功产业化开发的第二天然胶源。本方向通过第二天然胶源的工程化研究和基础研究，解决了产业化过程中遇到的科学问题，并突破相应关键技术路线，使我国具备了我国第二天然橡胶产业化开发的具有自主知识产权的共性关键技术及装备得能力
为加快蒲公英橡胶草及杜仲的选种，研发了现场（野外/大田）产胶植物含胶量快速检测技术。已经研发出两种高通量快速检测技术：一种是凝胶渗透色谱（GPC）快速检测技术，通过检测含胶量、分子量和分子量分布等相关数据，可同时评价种质资源的含胶数量和质量，这项工作发表在Journal of Chromatography B,2015, 1004:17-22。另一种是变温红外（VTFTIR）快速检测技术,这是专门针对杜仲胶研究出来的含胶量进行快速检测技术，这项工作已经发表Polymer Testing 63 (2017) 582-586。
在山东玲珑轮胎股份有限公司530万元重大横向项目资助下（项目编号：H2012177，H201613），工程中心成功开发出溶剂法五段综合提取工艺路线，并在玲珑公司北京研发中心（马驹桥）建设了一条吨级小试提取装置（ZL 201310311989.3）。目前该装置已经调试完毕，可以进行橡胶、菊糖、中药、杜仲籽油的综合提取。
图4. 级溶剂法五段综合提取工艺小试装置
研究表明，蒲公英橡胶和天然橡胶的化学分子结构和性能差异不大完全适于工业化应用，2014年成功试制出蒲公英橡胶概念轮胎。
图5.蒲公英橡胶分子结构与基本性能分析及概念轮胎
2017年，蒲公英橡胶项目收到了十三五国家重点研发计划《新型生物基橡胶材料制备技术及应用示范》项目（项目编号：2017YFB0306900）的资助，将建设100吨级中试提取装备。
在国家重点研发计划的推动下，山东玲珑轮胎股份有限公司同意出资3000万元，成立北京玲珑蒲公英橡胶科技发展有限公司，加速推进我国蒲公英橡胶产业化进程。按照中国蒲公英橡胶产业技术创新战略联盟制定的《蒲公英橡胶产业发展规划2017-2031》，到2031年，可实现15万吨蒲公英橡胶产能发展，实现销售收益30亿元。
